JP5089893B2 - 中継基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線技術に関し、特に端末装置と有線ネットワークとを無線中継する中継基地局装置に関する。

近年、高速データ通信を実現する無線通信システムとして、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が注目されている。無線ＬＡＮにおいて、端末装置が移動する場合、端末装置とネットワークとを中継する基地局装置は、双方向からの通信を中継するとともに、他の端末装置による干渉の影響に対する対策を講じる必要がある。そこで、干渉の影響を低減する一方策として、たとえば、放送などと比較して微弱な電波による通信が行われている。つまり、通信に用いられる信号の到達距離を短くすることにより、距離が離れた位置の端末装置からの干渉を受けることがなくなり、全体としての干渉量を低減することができる。

一方、信号の到達距離を短くするということは、基地局装置と直接通信可能な範囲が狭くなるということであり、基地局装置から離れた位置の端末装置との通信を中継する中継装置の重要度が益々高くなる。したがって、端末装置が１つの中継装置のみを介して通信するシングルホップ中継方式や、端末装置が複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式が望まれている。従来、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様をベースとした無線ＬＡＮに適用できるマルチホップ中継方式が提案されている。（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３３０５３号公報

一般的に、マルチホップ中継方式においては、端末装置とネットワークとの間の無線通信は、基地局装置により無線中継される。しかしながら、無線通信経路の不安定性により、無線中継におけるいずれかの経路が切断される場合があり、端末装置において、通信が途切れてしまう場合がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、端末装置にとって、良好な無線通信経路を維持できる中継基地局装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の中継基地局装置は、マルチホップ無線通信機能を持たない端末装置と、ネットワークに有線接続された基幹基地局装置との間において、無線信号を中継する中継基地局装置であって、基幹基地局装置との間における無線通信経路の状態を監視することによって、無線通信経路の有効性を判定する監視判定部と、監視判定部によって、基幹基地局装置との間において、有効な無線通信経路が１つも存在しないことが判定された場合、基幹基地局装置に直接接続されるか、中継基地局装置を介して基幹基地局装置に接続されるかのいずれかを実行すべき端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を拒否し、それとともにすでに当該中継基地局装置にて通信の認証済みの端末装置に対して、当該中継基地局装置に対する通信を認証しない旨の信号を送信させる制御部と、を備える。

ここで、「基幹基地局装置」、「中継基地局装置」は、便宜上の名称であり、これらの基地局装置は、同一の機能を有してもよいし、それぞれ異なる機能を有してもよいし、また、「基幹基地局装置」は、他の無線通信経路に中継する基地局装置であってもよい。また、「無線通信経路の有効性」とは、その無線通信経路を介した無線通信を「実行できるか否か」を示す指標を含むだけでなく、その無線通信経路を介した無線通信を「実行すべきか否か」を示す指標を含む。また、「基幹基地局装置との間における無線通信経路」とは、基幹基地局装置と中継基地局装置の間に存在する無線通信経路を含み、たとえば、基幹基地局装置と自中継基地局装置とで直接通信している場合、基幹基地局装置から自中継基地局装置へ向けた直接の無線通信経路を含み、また、基幹基地局装置と中継基地局装置の間の通信において、他の中継基地局装置を介している場合、他の中継基地局装置と基幹基地局装置との間の無線通信経路も含む。また、「通信を認証しない旨の信号」とは、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定された認証不可を示す信号（ＤｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）などを含む。また、「通信を認証しない旨の信号を端末装置へ送信」とは、端末装置との間の通信を切断する処理を含む。

この態様によると、有効な無線通信経路が１つも存在しない場合、端末装置からの認証を要求する旨の信号を拒否しながら、すでに当該中継基地局装置にて認証済みの端末装置に対して、端末装置に当該中継基地局装置に対する通信を認証しない旨の信号を無線通信部に送信することによって、端末装置に他の中継基地局装置をサーチするトリガを供給することができる。また、これにより、端末装置は、有効な無線通信経路を有する中継基地局装置との間で通信を実行できるため、安定した通信環境を得ることができる。また、有効でない無線通信経路を有する中継基地局装置との間で通信を実行をしないため、無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

制御部は、監視判定部によって基幹基地局装置との間の有効な無線通信経路が確認された場合であって、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を受信した場合、当該中継基地局装置に対する通信を認証する旨の信号を端末装置へ送信させ、当該中継基地局装置に対する通信を認証する旨の信号を端末装置へ送信した後に、監視判定部によって、有効な無線通信経路が１つも存在しないことが判定された場合であって、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を受信した場合、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を拒否し、それとともに通信を認証する旨の信号を受信した端末装置との間の通信を切断してもよい。

ここで、「通信を認証する旨の信号」とは、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定された認証を示す信号（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）などを含む。また、「端末装置との間の通信を切断」とは、通信を認証しない旨の信号を端末装置へ送信することを含む。また、「認証する旨の信号を端末装置へ送信した後に、監視判定部によって、有効な無線通信経路が１つも存在しないことが判定された場合」とは、以下の３つの場合を含む。（１）１つ目の場合とは、自中継基地局装置と中継経路を構成している基幹基地局装置、もしくは、基幹基地局装置との間に存在する他の中継基地局装置からの報知情報を受信できない状態が一定時間継続する場合である。（２）２つ目の場合とは、当該中継基地局装置にて保持する基幹基地局装置、もしくは、基幹基地局装置から送信された過去の報知情報と、基幹基地局装置、もしくは、基幹基地局装置から送信された現在の報知情報とが一致しなくなった場合を含む。（３）当該中継基地局装置と基幹基地局装置との間の無線通信経路において他の中継基地局装置を介する場合に、当該中継基地局装置と他の中継基地局装置との間を結ぶ直接の無線通信経路の状態が有効であって、かつ、他の中継基地局装置と基幹基地局装置とを結ぶ直接の無線通信経路の状態が無効になった場合を含む。

この態様によると、基幹基地局装置との間の無線通信経路が有効な状態から無効な状態に遷移した場合に、端末装置との間の通信を切断しさらに端末装置からの認証要求を受信してもそれを拒否することによって、端末装置に他の中継基地局装置をサーチするトリガを供給することができる。また、これにより、端末装置は、有効な無線通信経路を有する中継基地局装置との間で通信を実行できるため、安定した通信環境を得ることができる。また、有効でない無線通信経路を有する中継基地局装置のみとの間で通信を実行をしないため、無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

監視判定部は、基幹基地局装置との間における新たな無線通信経路を検出し、制御部は、監視判定部によって新たに検出された無線通信経路が、すでに検出された無線通信経路より良好な無線通信経路である場合、良好な無線通信経路に切り替え、それとともに端末装置との間の通信を継続してもよい。

ここで、「新たに検出された無線通信経路が、すでに検出された無線通信経路より良好な無線通信経路である場合」とは、以下の２つの場合を含む。（１）１つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数よりも少ない場合である。（２）２つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数と同一であり、かつ、新たに検出された無線通信経路中の中継基地局装置もしくは基幹基地局装置からの報知情報のほうが、すでに検出された無線通信経路中の中継基地局装置もしくは基幹基地局装置からの報知情報の受信品質より一定のレベル以上高い場合である。この態様により、新たに検出された無線通信経路に切り替えることによって、端末装置に影響を与えることなく、端末装置との間の通信を継続できる。

監視判定部は、基幹基地局装置との間における新たな無線通信経路を検出し、制御部は、監視判定部によって基幹基地局装置との間の有効な無線通信経路が確認された後に、確認した有効な無線通信経路の状態が悪化した場合であっても、監視判定部によって新たに検出された無線通信経路が有効である場合、その良好な無線通信経路に切り替え、それとともに端末装置との間の通信を継続してもよい。

ここで、「無線通信経路の状態が悪化した場合であっても、監視判定部によって新たに検出された無線通信経路が有効である場合」とは、以下の２つの場合を含む。（１）１つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数と比べ、同一、もしくは、１つ多い場合である。（２）２つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置もしくはその基幹基地局装置との間に存在する他の中継基地局装置からの報知情報の受信品質が一定レベル以上である場合である。この態様により、無線通信経路の状態が悪化した場合であっても、新たに検出された無線通信経路が有効である場合は、その無線通信経路に切り替えることによって、端末装置に影響を与えることなく、端末装置との間で通信を継続できる。

無線通信経路に関する情報を含む報知情報を所定の周期で報知する報知部をさらに備えてもよい。監視判定部は、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報を連続して受信できなかった場合、他の中継基地局装置と当該中継基地局装置の間の無線通信経路は有効でないと判定してもよい。

ここで、「無線通信経路に関する情報」とは、当該中継基地局装置を介した、基幹基地局装置と端末装置との間の無線通信経路に関する情報を含み、中継基地局装置を識別する識別情報や、その無線通信経路における通信量、通信品質、その他の制御情報を含む。

この態様により、他の中継基地局装置からの無線通信経路に関する情報を受信できた場合であっても、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報を連続して受信できなかった場合に、他の中継基地局装置と当該中継基地局装置の間の無線通信経路は有効でないと判定することによって、端末装置にとって良好な通信環境を維持することができ、また、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

監視判定部は、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報であって、基幹基地局装置と他の中継基地局装置との間の無線通信経路の有効性に関する情報が含まれている報知情報を連続して監視できなかった場合、他の基地局装置を介した基幹基地局装置への無線通信経路は有効でないと判定してもよい。

この態様により、基幹基地局装置と他の中継基地局装置との間の無線通信経路の有効性に関する情報が含まれている報知情報を連続して監視できなかった場合、他の基地局装置を介した基幹基地局装置への無線通信経路は有効でないと判定することによって、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

無線通信経路に関する情報を含む報知情報を所定の周期で報知する報知部をさらに備えてもよい。監視判定部は、無線通信部を介して取得された報知情報をもとに、より中継回数が少ない別の中継基地局装置、または、受信電界強度がより高い情報を報知した別の中継基地局装置、または、送信失敗の検出の対象とならなかった別の中継基地局装置を検出し、制御部は、監視判定部において、基幹基地局装置と当該中継基地局装置との間において、有効な無線通信経路が１つも存在しないことを判定した場合であっても、監視判定部によって基幹基地局装置に中継できる別の中継基地局装置が検出された場合は、端末装置に対し、当該中継基地局装置に対する通信を継続させてもよい。

この態様により、有効な無線通信経路が１つも存在しないことを判定した場合であっても、監視判定部によって、基幹基地局装置もしくは基幹基地局装置に中継できる別の中継基地局装置が検出された場合は、端末装置に対し、当該中継基地局装置に対する通信を継続することによって、安定した通信環境を実現できる。

本発明の別の態様は、基地局装置である。この基地局装置は、無線回線を通じて、端末装置との間で無線通信を実行し、他の基地局装置からの無線信号を中継する無線通信部と、無線通信部を介して、他の基地局装置に対し、報知情報を所定の周期で報知する報知部と、無線通信部を介して、他の基地局装置から報知された報知情報を受け付ける受付部と、受付部において他の基地局装置からの報知情報が所定の周期で受け付けられた場合、他の基地局装置に関する受信回数を増加し、受付部において他の基地局装置からの報知情報が所定の周期で受け付けられなかった場合、受信回数を減少させることによって、他の基地局装置からの制御信号の受信回数を計測するカウンタ部と、カウンタ部において計測された受信回数がしきい値より大きい場合、無線通信部に対して、他の基地局装置との間における中継を許可する中継許可部と、を備える。カウンタ部は、計測した受信回数がしきい値と一致したときに、当該受信回数に所定の値を加算する。

ここで、「報知情報」とは、通信回線を確立または維持するための情報などを含み、たとえば、中継数などのパラメータを有するハローパケットなどを含む。また、「報知情報が受け付けられた場合」とは、所望のタイミングで報知情報を正常に復調できたことなどを含む。また、「受信回数」とは、他の基地局装置との間における通信回線の安定性を示す値などを含み、たとえば、最初に受信したときから直近に受信したときまでの正常受付回数の総数や、正常受付回数の総数から、所望のタイミングにおいて正常に受け付けられなかった回数を減じた回数などを含む。この態様によると、他の基地局装置から報知された報知情報の受信回数に応じた中継制御を実行することによって、安定した通信回線を構築できる。また、通信回線を構築した基地局装置との通信は安定しているため、その基地局装置にかかる受信回数に所定の値を加算し、後方保護することによって、意図しない通信回線の切断を防止できる。

カウンタ部は、他の基地局装置からの受信回数がしきい値より大きいときに、受付部において、他の基地局装置からの制御信号が再び受け付けられた場合、しきい値に所定の値を加算した値を受信回数として設定することを特徴としてもよい。この態様によると、他の基地局装置からの受信回数がしきい値より大きい間に制御信号が再び受け付けられた場合に、しきい値に所定の値を加算することによって、その基地局装置の安定性を示す受信回数を増加させることによって、通信回線を後方保護できる。すなわち、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。

中継許可部は、より中継回数が少ない基地局装置に対し、または、受信電界強度がより高い報知情報を報知した他の基地局装置に対し、または、送信失敗の検出の対象とならなかった他の基地局装置に対し、他の基地局装置以外の別の基地局装置よりも優先的に中継を許可してもよい。ここで、「送信失敗の検出の対象とならなかった他の基地局装置」とは、その基地局装置からＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号もしくはＮＡＣＫ（Ｎｏｎ−Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号を受信した場合や、その基地局装置からＡＣＫ信号を受信した場合などを含む。いいかえると、送信失敗の検出の対象となる他の基地局装置とは、当該基地局装置において、その基地局装置から送信されたＡＣＫ信号もＮＡＣＫ信号も受信できない、もしくは、その基地局装置から送信されたＮＡＣＫ信号を当該基地局装置において受信したような場合における送信元の基地局装置をいう。なお、ＡＣＫ信号／ＮＡＣＫ信号とは、確認通知を示す信号である。ＡＣＫ信号は、当該基地局装置が送信した信号が所望の基地局装置において正しく受信できた場合、その所望の基地局装置は当該基地局装置に対して送信され、ＮＡＣＫ信号は、所望の基地局装置において正しく受信できなかった場合に送信される。この態様によると、中継回数が少ない、もしくは、受信電界強度がより高い報知情報を報知した基地局装置を優先的に通信経路に追加することによって、安定した通信経路が確立できる。また、安定性の高い基地局装置との通信経路の切断を防止することと併せて、中継回数の少ない等の基地局装置と通信経路を確立することによって、より安定性の高い通信経路を確立できる。また、システム全体の通信経路を最適化できる。

カウンタ部は、受信回数がしきい値より大きい場合、報知情報のかわりに、報知情報にかかる他の基地局装置からのデータ信号を受信したことをもって、他の基地局装置から報知情報を受信したもの判定してもよい。この態様によると、通信回線をすでに確立している安定性の高い基地局装置から報知情報を正常に受付けられなかった場合であっても、データ信号が受信できた場合には、そのデータ信号の受信をもって報知情報を受信したと判断することによって、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。

本発明の別の態様は、認証方法である。この方法は、他の基地局装置に対し、自己の報知情報を所定の周期で報知するステップと、他の基地局装置から報知された報知情報を受け付けるステップと、他の基地局装置からの報知情報が受け付けられた場合、他の基地局装置に関する受信回数を増加し、他の基地局装置からの報知情報が受け付けられなかった場合、受信回数を減少することによって受信回数を計測するステップと、受信回数がしきい値より大きい場合、他の基地局装置との間における無線通信の中継を許可するステップと、を含む。計測するステップは、計測された受信回数がしきい値と一致したときに、当該受信回数に所定の値を加算する。この態様によると、他の基地局装置から報知された報知情報の受信回数に応じた中継制御を実行することによって、安定した通信回線を構築できる。また、通信回線を構築した基地局装置との通信は安定しているため、その基地局装置にかかる受信回数に所定の値を加算し、後方保護することによって、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、マルチホップ中継方式において、安定した通信環境を維持できる。

本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施形態は、マルチホップ中継方式を用いた通信システムに関する。本実施形態に係る通信システムは、ネットワークに有線接続された基地局装置（以下、「基幹基地局装置」と表記する。）と、基幹基地局装置からの無線通信を中継する基地局装置（以下、「中継基地局装置」と表記する。）と、中継基地局装置を介して基幹基地局装置との間で無線通信を実行するまたは基幹基地局装置と直接に無線通信を実行する端末装置とを含む。中継基地局装置は、基幹基地局装置、または、他の中継基地局装置から報知された報知情報の受信状況に応じて、端末装置と基幹基地局装置との間の無線通信経路について、経路の確立や維持などを制御する。

一般的に、無線通信回線は不安定であるため、安定した通信環境の実現が困難である。たとえば、中継基地局装置を介して、端末装置と基幹基地局装置とが通信を実行している場合、通信の途中で、基幹基地局装置と中継基地局装置の間における無線通信経路が切断されたような場合、その端末装置は、基幹基地局装置に対する通信を継続できないこととなる。また、通信の開始時点で、基幹基地局装置と中継基地局装置の間における有効な無線通信経路が存在しないような場合、その中継基地局装置に接続した端末装置は、通信の実行が不可能となる。このような場合、端末装置は、中継基地局装置との間で無駄な通信を行なうだけでなく、基幹基地局装置に対する通信が途切れることとなるため、端末装置を使用するユーザにとって不便となる。

そこで、本発明の実施形態においては、中継基地局装置が、基幹基地局装置との間における無線通信回線の有効性を判定し、より良好な無線通信回線を選択することによって、基幹基地局装置と端末装置との間の通信環境の安定化を実現することとした。詳細は後述する。

図１は、本発明の実施形態にかかる通信システム１００の構成例を示す。通信システム１００は、有線ネットワーク２００と、第１サーバ１０と、第２サーバ２０と、基地局装置３０で代表される基幹基地局装置３２と第１中継基地局装置３４と第２中継基地局装置３６と、端末装置４０とを含む。有線ネットワーク２００は、インターネットなどの有線通信網である。第１サーバ１０および第２サーバ２０は、有線ネットワーク２００と接続されており、基地局装置３０を制御する。また、第１サーバ１０は、有線回線を介して、基幹基地局装置３２と接続されている。基幹基地局装置３２、第１中継基地局装置３４、または、第２中継基地局装置３６は、第４無線通信経路６４０〜第６無線通信経路６６０のそれぞれを介して、端末装置４０と通信を実行する。また、基幹基地局装置３２、第１中継基地局装置３４、および、第２中継基地局装置３６は、第１無線通信経路６１０〜第３無線通信経路６３０のそれぞれを介して、お互いに通信を実行する。いいかえると、基幹基地局装置３２、第１中継基地局装置３４、または第２中継基地局装置３６は、端末装置４０との通信を互いに中継する。

なお、図１においては、説明を簡易にするために、サーバとして第１サーバ１０と第２サーバ２０のみを図示したが、他のサーバが存在してもよい。また、第１サーバ１０と接続されている基地局装置３０のみ図示したが、第２サーバ２０も同様に、有線回線を通じて他の基地局装置と接続されていてもよい。また、第１サーバ１０に有線接続されている基地局装置３０として、基幹基地局装置３２を図示したが、他の基幹基地局装置が接続されていてもよい。また、端末装置４０を１つのみ図示したが、所定の基地局装置３０と通信を実行する他の端末装置が存在してもよい。また、本実施形態において説明する無線マルチホップネットワークは、公知の方法によって実現されてもよく、たとえば、”Ｔ．Ｃｌａｕｓｅ、他１名、「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＯＬＳＲプロトコル）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３６２６、２００３年１０月”に記載されたＯＬＳＲプロトコルが適用されてもよい。

端末装置４０は、基幹基地局装置３２に直接接続されてもよい。また、端末装置４０は、第１中継基地局装置３４もしくは第２中継基地局装置３６を介して、第１サーバ１０と接続されてもよい。また、端末装置４０は、第１中継基地局装置３４と第２中継基地局装置３６を介し、基幹基地局装置３２に中継されることによって、第１サーバ１０と接続されてもよい。このように複数の無線通信経路が確立されることにより、システム柔軟性が向上する。たとえば、端末装置４０と基幹基地局装置３２との間、および第２中継基地局装置３６との間に遮蔽物が存在する場合であって、さらに、基幹基地局装置３２と第１中継基地局装置３４の間における通信量が多い場合、第１中継基地局装置３４を介した第１サーバ１０との通信においては、スループットが低下するような場合がある。このような場合、端末装置４０は、まず、第１中継基地局装置３４と通信を実行し、第１中継基地局装置３４は、端末装置４０との通信を第２中継基地局装置３６に中継し、第２中継基地局装置３６は、第１サーバ１０に中継する。このような態様をとることにより、端末装置４０は、基幹基地局装置３２との間において快適な通信環境を継続して実行することができる。

以下においては、第１中継基地局装置３４が、端末装置４０と基幹基地局装置３２との間の通信を中継する場合について説明する。第１中継基地局装置３４は、基地局装置３０に向けての無線通信経路の確立、維持、切断について、以下の処理を実行する。
（１）初期状態において、第１中継基地局装置３４は、端末装置４０からの認証要求を拒否する。

（２）つぎに、第１中継基地局装置３４は、該第１中継基地局装置３４に対して、端末装置４０から通信の認証を求められた場合、基幹基地局装置３２に中継できるか否かについて判定する。具体的には、第１中継基地局装置３４と基幹基地局装置３２の間の第１無線通信経路６１０の有効性を判定する。たとえば、基幹基地局装置３２から報知された報知情報をもとに得た受信強度に応じて判定されてもよい。また、判定の対象は、第１無線通信経路６１０だけでなく、第２無線通信経路６２０と第３無線通信経路６３０であってもよい。この場合、第１無線通信経路６１０に比べ、基幹基地局装置３２への中継回数は多くなるものの、第１無線通信経路６１０が無効である場合であっても、端末装置４０は、通信を実行できることとなる。

（３）判定により、有効な無線通信経路が存在する場合、第１中継基地局装置３４は、無線通信経路を確立するとともに、端末装置４０に対して、通信の認証を許可する旨を通知する。複数の有効な無線通信経路が存在することが判定された場合、第１中継基地局装置３４は、中継回数の少ない経路について無線通信経路を確立してもよい。また、中継回数が最も少ない経路に比べ、所定の値だけ中継回数が多い経路であっても、受信強度がよい場合は、その経路について無線通信経路を確立してもよい。

（４）無線通信経路が確立された後、第１中継基地局装置３４は、定期的に、その無線通信経路の状態を監視する。ここで、第１中継基地局装置３４は、他の無線通信経路が有効であるかについて判定する。いずれか１つの無線通信経路が有効である場合、第１中継基地局装置３４は、その有効な無線通信経路に切り替えることによって、端末装置４０と基幹基地局装置３２との間の中継を継続できる。たとえば、第１無線通信経路６１０の通信経路が無効な場合であっても、第２無線通信経路６２０と第３無線通信経路６３０とが有効であれば、第１中継基地局装置３４は、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２へ中継が可能となる。なお、無線通信経路の切り替え処理は、すでに通信を実行していた無線通信経路を切断し、その後に、新たな無線通信経路に切り替えるが、端末装置に対しては、通信の認証は許可したままで実行される。

ここで、「有効な無線通信経路に切り替える場合」とは、以下の２つの場合を含む。（４−１）１つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置３２までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数よりも少ない場合である。（４−２）２つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置３２までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数と同一であり、かつ、新たに検出された無線通信経路中の中継基地局装置もしくは基幹基地局装置３２からの報知情報のほうが、すでに検出された無線通信経路中の中継基地局装置もしくは基幹基地局装置３２からの報知情報の受信品質より一定のレベル以上高い場合である。この態様により、新たに検出された無線通信経路に切り替えることによって、端末装置４０に影響を与えることなく、端末装置４０との間の通信を継続できる。

なお、無線通信経路の通信状態が悪化した場合や送信失敗が発生した場合には、切り替え先の無線通信経路として、以下のいずれかの条件を満たす無線通信経路が選択されてもよい。（４−３）１つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置までの中継回数が、すでに検出された無線通信経路における中継回数と比べ、同一、もしくは、１つ多い場合である。たとえば、基幹基地局装置３２と第１中継基地局装置３４との間の有効な無線通信経路として、第１無線通信経路６１０と、第２無線通信経路６２０→第３無線通信経路６３０の２つの経路が存在する場合、原則としては、より中継回数が少ない第１無線通信経路６１０の経路が選択される。しかしながら、第１無線通信経路６１０の通信状態が悪化するなどして無効となった場合、第１中継基地局装置３４は、基幹基地局装置３２に向けた経路を、第１無線通信経路６１０から第２無線通信経路６２０→第３無線通信経路６３０に切り替えることによって、基幹基地局装置３２との通信を継続することができ、もって、端末装置４０の通信を維持することができることとなる。この場合、中継回数は、「１」から「２」に増加するものの、「１」程度の増加によっては、端末装置４０に与える影響は少ないため、通信を切断させるよりは経路を切り替えて通信を維持させるほうが好ましい。なお、増加させてもよい数は、上述の「１」に限らず、「２」以上の値であってもよい。（４−４）２つ目は、新たに検出された無線通信経路における基幹基地局装置もしくはその基幹基地局装置との間に存在する他の中継基地局装置からの報知情報の受信品質が一定レベル以上である場合である。この態様により、無線通信経路の状態が悪化した場合であっても、新たに検出された無線通信経路が有効である場合は、その無線通信経路に切り替えることによって、端末装置に影響を与えることなく、端末装置との間で通信を継続できる。以上の場合、有効な無線通信経路が１つも存在しないとは判定されず、端末装置との間において通信を継続することとなる。

一方、有効な無線通信経路が１つも存在しないと判定された場合、第１中継基地局装置３４は、端末装置４０に対して、通信の認証をしない旨を通知する。端末装置４０は、その通知に応じて、他の中継基地局装置を探索し、通信の継続するための処理を試行することとなる。なお、「有効な無線通信経路１つも存在しないことが判定された場合」とは、以下の３つの場合を含む。（４−５）１つ目の場合とは、基幹基地局装置３２、もしくは、基幹基地局装置３２との間に存在する第２中継基地局装置３６からの報知情報を受信できない状態が一定時間継続する場合である。（４−６）２つ目の場合とは、当該第１中継基地局装置３４にて保持する基幹基地局装置３２、もしくは、基幹基地局装置３２から送信された過去の報知情報と、基幹基地局装置３２、もしくは、基幹基地局装置３２から送信された現在の報知情報とが一致しなくなった場合を含む。（４−７）当該第１中継基地局装置３４から基幹基地局装置３２への直接の無線通信経路の状態が無効になった場合を含む。この状態は、基幹基地局装置３２から送信された報知情報から認識されてもよい。

ここで、基地局装置３０同士における無線通信の経路の確立について説明する。無線通信の経路の確立においては、お互いにハローパケットを報知することによって、お互いを認識し、無線通信経路が有効か無効かを判定する。また、すでに中継処理を実行している基地局装置であっても、その後、伝搬品質の悪化等により、中継するのに好ましくない状態に移行する場合がある。そのような場合、中継処理を切断することとなる。しかしながら、瞬時現象として、ハローパケットが偶発的に受け付けられなかったような場合、そのような事態をもって、その無線通信経路を無効と判定し、安定状態にある基地局装置との中継処理を切断することは好ましくない。そこで、本発明の実施形態においては、一旦、安定状態に移行した後は、安定状態を継続することを優先させ、不安定状態への移行の頻発を防止し、システムの安定性を向上させ、もって隠れ端末によるハローパケット不達状態が引き起こす問題を解決する。

図２は、図１の第１中継基地局装置３４または第２中継基地局装置３６の構成例を示す。以下においては、説明の便宜上、第１中継基地局装置３４の構成として説明する。なお、第２中継基地局装置３６は、第１中継基地局装置３４と同様の構成をとる。第１中継基地局装置３４は、無線通信部５０と、生成部５２と、制御部６０と、監視判定部６２とを含む。また、無線通信部５０は、受信部５４と、送信部５６とを含む。

無線通信部５０は、複数の周波数帯のいずれかの周波数帯を使用して図示しない端末装置４０と通信し、基幹基地局装置３２または第２中継基地局装置３６との間における中継処理を実行する。中継処理とは、端末装置４０から送信された信号を受信部５４が受信し、送信部５６により基幹基地局装置３２または第２中継基地局装置３６に送信することを含み、また、基幹基地局装置３２から送信された信号を受信部５４が受信し、送信部５６により端末装置４０に送信することを含む。

受信部５４は、他の基地局装置３０もしくは端末装置４０から送信された信号を受信する。その際、受信した報知信号は監視判定部６２に通知される。監視判定部６２は、通知された報知信号をもとに、無線通信経路を監視し、経路の確立、維持、もしくは、切断処理を実行する。

生成部５２は、基地局装置３０に対して報知すべき報知情報を生成する。報知情報は、無線通信経路に関する情報を含み、たとえば、無線通信部５０において通信の対象となっている端末装置４０および中継先の基幹基地局装置３２、もしくは、第２中継基地局装置３６とを含むグループを示すグループ識別情報（以下、「ＥＳＳ−ＩＤ」と表記する。）などや、基幹基地局装置３２へ至るまでの中継回数などを含む。また、報知情報は、ＥＳＳ−ＩＤだけでなく、ＥＳＳ−ＩＤの長さを示す情報を含めてもよい。また、生成部５２は、端末装置４０に対して送信すべき認証情報を生成する。認証情報は、第１中継基地局装置３４に対する通信を許可する旨、もしくは、第１中継基地局装置３４に対する通信を許可しない旨のいずれかを示す情報を含む。ここで、送信部５６は、生成部５２によって生成されたハローパケットなどの報知信号を所定の周期で報知する。

制御部６０は、端末装置４０からの通信の開始要求が受け付けられたことを契機として、基幹基地局装置３２に至る無線通信経路の有効性を確認する旨を監視判定部６２に指示する。監視判定部６２は、他の基地局装置３０により報知された報知情報をもとに、基地局装置３０ごとに、その基地局装置３０に至る無線通信経路の有効性を判定する。監視判定部６２によって判定された有効性は、制御部６０に報告され、制御部６０により有効性を示すテーブルとして管理される。具体的には、より中継回数が少ない別の中継基地局装置を中継先の基地局装置として検出する。また、受信電界強度がより高い情報を報知した別の中継基地局装置を基地局装置として検出してもよい。または、送信失敗の検出の対象とならなかった別の中継基地局装置を基地局装置として検出する。

監視判定部６２は、基幹基地局装置３２との間における無線通信経路の状態を監視することによって、無線通信経路の有効性を判定する。監視判定部６２によって有効な無線通信経路が存在することが判定され、報告された場合、制御部６０は、有効性を示すテーブルを更新する。また、制御部６０は、無線通信回線の確立を行なうとともに、端末装置４０に対し、通信を認証する旨の通知を無線通信部５０に送信させる。ここで、監視判定部６２が報告し更新されたテーブルの中に、基幹基地局装置３２へ至る無線通信経路おいて有効な無線通信経路が１つも存在しない場合、制御部６０は、端末装置４０に対し第１中継基地局装置３４に対する通信を認証しない旨の信号を無線通信部５０に送信させる。

具体的には、第１中継基地局装置３４の監視判定部６２は、無線通信経路中の基幹基地局装置３２からの報知情報を連続して受信できなかった場合、第１無線通信経路６１０は有効でないと判定する。また、監視判定部６２は、無線通信経路中の基幹基地局装置３２からの報知情報をもとに取得された信号強度が所定のしきい値より小さかった場合、第２無線通信経路６２０は有効でないと判定してもよい。同様に、監視判定部６２は、第２中継基地局装置３６との間における第２無線通信経路６２０についても、その有効性を判定する。

ここで、監視判定部６２は、第３無線通信経路６３０の有効性については、直接、判定することはできない。したがって、監視判定部６２は、第２中継基地局装置３６からの報知情報をもとに第３無線通信経路６３０の有効性を取得し、その有効性にもとづいて、第３無線通信経路６３０の有効性を判定してもよい。具体的には、監視判定部６２は、第２中継基地局装置３６からの報知情報であって、第３無線通信経路６３０の有効性に関する情報が含まれている報知情報を連続して監視できなかった場合、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２への無線通信経路は有効でないと判定してもよい。ここで、第２無線通信経路６２０と第３無線通信経路６３０のうち、いずれか一方の経路が無効である場合、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２に至る無線通信経路は無効であると判定される。

前述の説明において、制御部６０は、有効性を示すテーブルを参照することによって、基幹基地局装置３２との間において、有効な無線通信経路が１つも存在しないことを確認した場合、端末装置４０に対し、当該第１中継基地局装置３４に対する通信を認証しない旨の信号を送信させるとして説明した。しかしながら、制御部６０は、この送信に先立って、以下の処理を監視判定部６２に実行させてもよい。監視判定部６２は、他の基地局装置３０から取得された報知情報をもとに、より中継回数が少ない別の中継基地局装置を中継先の基地局装置として検出してもよい。また、受信電界強度がより高い情報を報知した別の中継基地局装置を基地局装置として検出してもよい。または、送信失敗の検出の対象とならなかった別の中継基地局装置を基地局装置として検出する。ここで、監視判定部６２によって基幹基地局装置３２に中継できる別の中継基地局装置が検出された場合、制御部６０は、監視判定部６２において、有効な無線通信経路が１つも存在しないと判定されていた場合であっても、端末装置４０に対し、当該第１中継基地局装置３４に対する通信を継続させる。

ここで、監視判定部６２が無線通信経路の有効性を判定するために用いる報知情報のフォーマットについて説明する。図３は、図２の無線通信部５０が報知する報知情報の構成例を示す。報知情報であるハローパケット３００は、第１ヘッダ３１０と、パケットタイプ３２０と、第２ヘッダ３３０と、制御メッセージ３４０とを含む。第１ヘッダ３１０には、送信元を示す情報と、送信元のアクセスポイントのアドレスと、マルチキャストである旨を示す情報とを含むことや、上位プロトコルを規定（ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等）をする役割にも利用されている。これを独自な値とすることで、本実施形態を用いていない無線装置がハローパケットを受信したとしても、他の通信との混信を避けられる。パケットタイプ３２０には、ＩＥＥＥで規定されたイーサタイプを示す情報であって、事業者や用途ごとに固定された情報を含む。第２ヘッダ３３０には、後述する制御メッセージ３４０に含まれる情報を識別する種別番号が含まれる。種別番号は少なくとも３つからなり、自局情報、経路構成に関する情報、相手局状態認識用の情報のいずれかを示す。制御メッセージ３４０には、第２ヘッダ３３０が示す種別番号により、含まれる内容が異なる。

たとえば、第２ヘッダ３３０に含まれる種別番号が自局情報を示す番号である場合、制御メッセージ３４０には当該基地局装置３０の使用しているチャネル情報、および、ＥＳＳ−ＩＤなどが含まれる。また、第２ヘッダ３３０に含まれる種別番号が経路構成に関する情報を示す番号である場合、制御メッセージ３４０にはそのハローパケット３００を送信した基地局装置３０を含め、中継される基地局装置３０の個数などが含まれる。なお、「中継される基地局装置３０の数」は、ホップ数とも呼ばれる。また、第２ヘッダ３３０に含まれる種別番号が相手局状態認識用の情報である場合、制御メッセージ３４０には、受信確認通知やハローパケット３００を報知した基地局装置３０と、そのハローパケット３００を受信した基地局装置３０との間における通信の安定度を示す情報などが含まれる。また、この場合における制御メッセージ３４０には、当該ハローパケット３００を受信すべき基地局装置３０を示す情報も含まれる。

図４は、図２の監視判定部６２の構成例を示す。監視判定部６２は、受付部７０と、カウンタ部７２と、経路判定部７４と、を含む。ここで、監視判定部６２は、受信した報知情報を監視することによって、相手先となりうる基地局装置３０ごとに、無線通信経路の有効性を判定し、その無線通信経路を介した通信経路の確立、維持、もしくは、切断すべきかを判定する。なお、監視判定部６２において監視対象となる基地局装置３０は、報知情報に含まれる基地局装置３０を識別するための情報により、識別される。

受付部７０は、無線通信部５０を介して、他の基地局装置から報知された報知情報を受け付ける。この受け付け処理は、報知情報にかかる基地局装置３０ごとに、所定の周期で実行される。カウンタ部７２は、所定の周期に対応する所望のタイミングにおいて、受付部７０において他の基地局装置３０からの報知情報が受け付けられた場合、その基地局装置３０に関する受信回数を増加する。一方、所望のタイミングにおいて、受付部７０において他の基地局装置からの報知情報が受け付けられなかった場合、受信回数を減少させる。ここで、受信回数とは、その報知情報にかかる基地局装置と、当該基地局装置との間における通信回線の安定度を示している。

ここで、安定度である受信回数がしきい値と一致した場合、その受信回数にかかる報知情報を報知した基地局装置３０は安定状態に移行したと判断できるため、カウンタ部７２は、当該受信回数に所定の値を加算する。所定の値を加算することによって、それ以降に、その基地局装置３０から報知された報知情報を正常に受け付けられなかった場合であっても、その基地局装置３０の安定性を信頼し、安定状態から不安定状態への移行させない。いいかえると、安定性の高い基地局装置３０との間において、なんらかの悪条件が発生し、１、２回程度、報知情報を受け取らなかったことをもって、その安定性を覆すことは、通信経路の安定性の維持の観点より好ましくない。したがって所定の値を加算することによって、通信経路の切断を回避することとした。

同様に、カウンタ部７２は、他の基地局装置３０からの受信回数がしきい値より大きいときに、受付部７０において、他の基地局装置３０からの報知情報が再び受け付けられた場合、しきい値に所定の値を加算した値を受信回数として設定する。いいかえると、安定状態において、正常に報知情報を受け付けられた場合には、安定度を最大とさせることによって、安定度の継続条件を緩和し、不安定への移行条件を厳しくする。さらに、カウンタ部７２は、受信回数がしきい値より大きい場合、報知情報のかわりに、報知情報にかかる他の基地局装置からのデータ信号を受信したことをもって、他の基地局装置から報知情報を受信したもの判定してもよい。このような場合であっても、基地局装置との通信経路は安定していると考えられるからである。

信号強度取得部７６は、受付部７０を介し、報知された信号をもとに、報知した基地局装置３０との経路について、信号強度を取得する。信号強度の取得は、報知された信号の信号強度を測定することによってなされてもよく、また、報知された信号に含まれる信号強度に関する情報により取得されてもよい。なお、信号強度とは、信号の受信電界強度でもよく、また、信号対雑音比や信号対干渉信号比であってもよい。

経路判定部７４は、まず、監視対象の基地局装置３０への中継が可能か否かを判定する。カウンタ部７２において計測された受信回数がしきい値より大きい場合、無線通信部５０に対して、その受信回数にかかる他の基地局装置３０との間における中継が可能であると判定される。経路判定部７４は、報知情報に含まれる中継回数情報をもとに、より中継回数が少ない他の基地局装置への中継が可能であるとして判定されてもよい。また、経路判定部７４は、信号強度取得部７６によって取得された信号強度がより高い報知情報を報知した他の基地局装置に対し、他の基地局装置以外の別の基地局装置よりも優先的に中継が可能であるとして判定されてもよい。また、相手局への送信した報知情報について、ＡＣＫ信号もしくはＮＡＣＫ信号のいずれの送信確認応答が受信できなかったことを検知しなかった場合、中継が可能であるとして判定されてもよい。なお、これらの処理は、データ信号、もしくは、報知情報に含まれた中継回数や受信品質などを用いて判定されることにより、実現されてもよい。

つぎに、経路判定部７４は、中継が可能であるとして判定された場合、いずれか１つの基地局装置３０について選択し、その基地局装置３０に至る無線通信経路を有効として、制御部６０に報告する。また、経路判定部７４は、有効と判定された無線通信経路以外の無線通信経路を無効と判定し、同様に、制御部６０に報告する。なお、第２中継基地局装置３６について判定する場合、第２中継基地局装置３６からの報知情報をもとに、基幹基地局装置３２に至る第３無線通信経路６３０の有効性が判定される。この場合、第２中継基地局装置３６に中継が可能であり、かつ、第３無線通信経路６３０が有効である場合にかぎり、経路判定部７４は、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２への無線通信経路は有効であると判定することとなる。

上述のような態様をとることにより、高負荷時に報知情報が受信しづらい状態でも安定状態を維持できる。また、経路判定部７４は、報知情報に含まれる受信品質情報や、中継回数、もしくは、相手局への送信失敗の検出といった現象をトリガとして、通信経路の確立、維持に関し、より好ましい基地局装置との間における通信経路の制御を併用してもよい。これにより、報知情報の受信失敗による安定状態からの離脱が遅れるといった状況を回避でき、また、無線通信状況の変化に対応できることとなる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、図４のカウンタ部７２の動作例を示す。図５（ａ）〜（ｃ）において、横軸は時間、縦軸は受信回数を示す。ここで、ｔが整数のタイミングにおいて、受付部７０が他の基地局装置からの報知情報の受け付け処理を実行するものとする。また、ここでは、説明を簡易とするために、特定の１の基地局装置における受信回数のみを示す。

まず、図５（ａ）について説明する。受付部７０は、ｔ＝０〜２において、３回連続して報知情報の受け付けることに成功している。つぎに、ｔ＝３において、受付部７０は、報知情報の受け付けられなかったため、カウンタ部７２は、受信回数を１つ減じている。その後、ｔ＝４および７において報知情報を受け付け、ｔ＝５、６において、報知情報を受け付けていないため、ｔ＝７の時点における受信回数は２となっている。

つぎに、図５（ｂ）について説明する。ここで、安定度に移行するためのしきい値を４とし、また、所定の値を１と仮定して説明する。受付部７０は、ｔ＝０〜３において、４回連続して報知情報を受け付けることに成功している。ここで、カウンタ部７２は、受信回数がしきい値である４と一致したため、受信回数に所定の値を加えて５と設定している。つぎに、ｔ＝４〜６において、受付部７０は、３回連続して報知情報が受け付けられなかったため、カウンタ部７２は、受信回数を計３つ減じている。その後、ｔ＝７、８において連続して報知情報を受け付けたことにより、受信回数がしきい値に達したため、カウンタ部７２は、受信回数に所定の値を加えて５としている。

さらに、図５（ｃ）について説明する。ここで、安定度に移行するためのしきい値を４とし、また、所定の値を３と仮定して説明する。受付部７０は、ｔ＝０〜３において、４回連続して報知情報を受け付けることに成功している。ここで、カウンタ部７２は、受信回数がしきい値である４と一致したため、受信回数に所定の値を加えて７と設定している。つぎに、ｔ＝４〜６において３回連続して、受付部７０は、報知情報を受け付けられなかったため、カウンタ部７２は、受信回数を計３つ減じている。その後、受付部７０は、ｔ＝７において報知情報を受け付けている。ここで、受信回数がしきい値以上の５の状態であるため、受信回数を最大値に設定するために、カウンタ部７２は、しきい値４に所定の値である３を加えた値、すなわち７を受信回数として設定している。さらに、ｔ＝８、９において連続して報知情報を受け付けられなかったことにより、カウンタ部７２は、受信回数を計２つ減じている。ここで、ｔ＝３以降においては、その基地局装置との間における通信回線は安定状態に移行しているため、連続して４回以上、報知情報の受け付けに失敗しないかぎり、不安定状態には移行させないこととなる。また、カウンタ部７２は、報知情報の受け付けに失敗したとしても、データ信号の受信に成功した場合には、その基地局装置における安定性は信頼できるため、報知情報の受け付けを成功したとみなして、安定状態を最大とし、安定状態を継続させてもよい。

以上のような態様をとることによって、簡易な方法で安定性の高い通信経路を確立できる基地局装置を実現できる。具体的には、既存無線ＬＡＮのアクセス制御方法であるＣＳＭＡ／ＣＡ方式を改変せずに動作可能であるため。既存無線ＬＡＮアーキテクチャを持つ装置に対し、ソフトウェア実装のみで容易に実現可能であるためである。これは、本実施形態では、あくまでも報知情報の送受信結果によってのみ判断するため、簡易なソフトウェア的な処理のみによって所望の効果を得ることが出来る。さらに、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を改変しないことの利点として、同一周波数帯にて運用され、中継装置に無線接続される無線LAN端末に対しての互換性を保つことができる。

上述したこれらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、図２の監視判定部６２の動作例を示すフローチャートである。まず、受付部７０は、受信部５４から通知された報知情報を受け付ける（Ｓ１０）。ここで、受付部７０において、所定のタイミングにおいて報知情報を受け付けた場合（Ｓ１０のＹ）、カウンタ部７２は、安定度である受信回数を増加させる（Ｓ１２）。つぎに、増加させた受信回数がしきい値以上である場合（Ｓ１４のＹ）、カウンタ部７２は、受信回数に所定の値を加えることによって、最大値に設定する（Ｓ１６）。さらに、経路判定部７４は、その報知情報を報知した他の基地局装置３０に至る無線通信経路を有効と判定する（Ｓ１８）。

一方、Ｓ１０において、受付部７０が、所定のタイミングにおいて報知情報を受け付けられなかった場合（Ｓ１０のＮ）、カウンタ部７２は、安定度である受信回数を減少させる（Ｓ２０）。つぎに、減少させた受信回数がしきい値以上である場合であって（Ｓ２２のＹ）、報知情報のかわりに、データ信号を受信できている場合（Ｓ２３のＹ）、安定度を継続させるため、Ｓ１６、Ｓ１８の処理に移行し、中継を継続させるために、その無線通信経路を有効と判定する。一方、減少させた受信回数がしきい値以上である場合であって（Ｓ２２のＹ）、データ信号を受信できていなかった場合（Ｓ２３のＮ）であっても、受信回数は不安定状態に移行する条件を満たしていないので、この段階においては、経路判定部７４は、まだ中継を継続させるために、その無線通信経路を有効と判定する（Ｓ１８）。

一方、受付部７０が、所定のタイミングにおいて報知情報を受け付けらるか否かにかかわらず、その受信回数がしきい値以上である場合（Ｓ１４のＮ、Ｓ２２のＮ）、その報知情報を報知した基地局装置との間における通信経路は、まだ不安定な状態から脱し切れていない、もしくは、すでに不安定な状態に移行したものと判断し、経路判定部７４は、この段階においては、中継を許可せず、基地局装置３０に至る無線通信経路を無効と判定する（Ｓ２４）。なお、Ｓ２４においては、さらに、新たな中継先を選ぶ処理を行なっても良い。たとえば、経路判定部７４において、報知情報に含まれる受信品質情報や、中継回数、もしくは、相手局への送信失敗の検出といった現象をトリガとして、通信経路の確立、維持に関し、より好ましい通信経路が確立できそうな基地局装置を中継先として選択し、その無線通信経路を有効と判定してもよい。

なお、前述したように、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２に至る無線通信経路には、第２無線通信経路６２０と第３無線通信経路６３０の２つが含まれるため、双方の無線通信経路が有効である場合に限り、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２に至る無線通信経路は有効であると判定されることとなる。

図７は、図２の制御部６０の動作例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、制御部６０が無線通信経路の有効性に関する情報を監視判定部６２から受け取ったことを契機として開始されてもよい。

制御部６０は、まず、監視判定部６２から受け取った無線通信経路の有効性に関する情報を確認する。ここで、監視判定部６２は、第２中継基地局装置３６を介した基幹基地局装置３２に至る無線通信経路の有効性を判定する場合、第２無線通信経路６２０と第３無線通信経路６３０のうち、いずれか一方の経路が無効である場合、第２中継基地局装置３６を介した経路は無効であると判定される。ここで、その無線通信経路が無効であることが確認された場合（Ｓ３０のＹ）、有効性を示すテーブルの無効情報を更新する（Ｓ３２）。ここで、無効情報を参照し、他の無線通信経路についても無効であるかを確認する（Ｓ３２）。他の無線通信経路についても無効であることが確認された場合（Ｓ３４のＹ）、有効な無線通信経路が他に存在しないかについて監視判定部６２に再度確認させる。監視判定部６２において、有効な無線通信経路の存在を確認できなかった場合（Ｓ３６のＮ）、制御部６０は、端末装置４０に対し、通信の認証を許可しない旨の信号を無線通信部５０に送信させる（Ｓ３８）。さらに、制御部６０は、端末装置４０からの認証要求に対して、これを拒否するような設定を行なう。

一方、監視判定部６２から受け取った無線通信経路の有効性に関する情報が有効を示す場合（Ｓ３０のＮ）、制御部６０は、端末装置４０に対する通信の認証を許可し、無線通信部５０に端末装置４０との通信を継続させる（Ｓ４０）。また、他の無線通信経路の中が有効な経路である場合（Ｓ３４のＮ）や、監視判定部６２において、別途、有効な無線通信経路が検出された場合（Ｓ３６のＮ）も、制御部６０は、端末装置４０に対する通信の認証を許可し、無線通信部５０に端末装置４０との通信を継続させる（Ｓ４０）。

本実施形態によれば、他の基地局装置から報知された報知情報の受信回数に応じた中継制御を実行することによって、安定した通信回線を構築できる。また、通信回線を構築した基地局装置との通信は安定しているため、その基地局装置にかかる受信回数に所定の値を加算し、後方保護することによって、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。また、他の基地局装置からの受信回数がしきい値より大きい間に制御信号が再び受け付けられた場合に、しきい値に所定の値を加算することによって、その基地局装置の安定性を示す受信回数を増加させることによって、通信回線を後方保護できる。すなわち、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。

また、中継回数が少ない、もしくは、受信電界強度がより高い報知情報を報知した基地局装置を優先的に通信経路に追加することによって、安定した通信経路が確立できる。また、安定性の高い基地局装置との通信経路の切断を防止することと併せて、中継回数の少ない等の基地局装置と通信経路を確立することによって、より安定性の高い通信経路を確立できる。また、システム全体の通信経路を最適化できる。また、通信回線をすでに確立している安定性の高い基地局装置から報知情報を正常に受付けられなかった場合であっても、データ信号が受信できた場合には、そのデータ信号の受信をもって報知情報を受信したと判断することによって、意図しない通信回線の切断を防止でき、また、通信回線網を安定できる。

また、隠れ端末問題の発生しやすい高負荷状態である基地局装置との経路構成をしづらくなる。そうすると、通信負荷の小さい基地局装置と経路を確立するようになり、システム全体の負荷が分散され、隠れ端末問題の発生が低減できる。また、通信経路の一部分で通信負荷が高まった場合でも、経路の不用意な切断を防止することが出来る。また、経路構成完了以降に処理を限定するので、既に高負荷な経路に対する経路構成を防止することが出来る。また、ＲＴＳ／ＣＴＳ等、データパケット送信に伴う煩雑な処理を実行する必要がないため、処理量を低減できる。また、隠れ端末問題の発生しやすい高負荷状態である中継局との経路構成をしづらくなる。通信負荷の小さい中継局と経路を結ぶような動作になる。上記の効果を、パケット送信方法(ＣＳＭＡ／ＣＡ)の改変をせずに実現できる。したがって、ハードウェアの改変の必要が無く、互換性、柔軟性を維持できる。

また、有効な無線通信経路が１つも存在しない場合、端末装置に当該中継基地局装置に対する通信を認証しない旨の信号を無線通信部に送信することによって、端末装置に他の中継基地局装置をサーチするトリガーを供給することができる。また、これにより、端末装置は、有効な無線通信経路を有する中継基地局装置との間で通信を実行できるため、安定した通信環境を得ることができる。また、有効でない無線通信経路を有する中継基地局装置との間で通信を実行をしないため、無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

また、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報を連続して受信できなかった場合に、他の中継基地局装置と当該中継基地局装置の間の無線通信経路は有効でないと判定することによって、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。また、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報をもとに取得された信号強度が所定のしきい値より小さかった場合に、他の中継基地局装置と当該中継基地局装置の間の無線通信経路は有効でないと判定することによって、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。

また、無線通信経路中の他の中継基地局装置からの報知情報をもとに無線通信経路中の他の中継基地局装置と基幹基地局装置との間における無線通信経路の有効性を取得し、その有効性にもとづいて、他の基地局装置を介した基幹基地局装置への無線通信経路の有効性を判定することによって、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。また、基幹基地局装置と他の中継基地局装置との間の無線通信経路の有効性に関する情報が含まれている報知情報を連続して監視できなかった場合、他の基地局装置を介した基幹基地局装置への無線通信経路は有効でないと判定することによって、端末装置における無駄な通信の発生を効率的に抑制できる。また、有効な無線通信経路が１つも存在しないことを判定した場合であっても、監視判定部によって基幹基地局装置に中継できる別の中継基地局装置が検出された場合は、端末装置に対し、当該中継基地局装置に対する通信を継続することによって、安定した通信環境を実現できる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施形態においては、通信システム１００を無線ＬＡＮによるシステムとして説明した。しかしながらこれにかぎらず、端末装置と有線ネットワーク網との間に中継装置が存在するようなシステムであってもよく、たとえば、アドホック通信システムであってもよい。

本発明の実施形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。 図１の第１中継基地局装置または第２中継基地局装置の構成例を示す図である。 図２の無線通信部が報知する報知情報の構成例を示す図である。 図２の監視判定部の構成例を示す図である。 図４のカウンタ部の動作例を示す図である。 図２の監視判定部の動作例を示すフローチャートである。 図２の制御部の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 第１サーバ、 ２０ 第２サーバ、 ３０ 基地局装置、 ３２ 基幹基地局装置、 ３４ 第１中継基地局装置、 ３６ 第２中継基地局装置、 ４０ 端末装置、 ５０ 無線通信部、 ５２ 生成部、 ５４ 受信部、 ５６ 送信部、 ６０ 制御部、 ６２ 監視判定部、 ６４ 有線通信部、 ７０ 受付部、 ７２ カウンタ部、 ７４ 経路判定部、 ７６ 信号強度取得部、 １００ 通信システム、 ２００ 有線ネットワーク、 ３００ ハローパケット、 ３１０ 第１ヘッダ、 ３２０ パケットタイプ、 ３３０ 第２ヘッダ、 ３４０ 制御メッセージ、６１０ 第１無線通信経路、 ６２０ 第２無線通信経路、 ６３０ 第３無線通信経路、 ６４０ 第４無線通信経路、 ６５０ 第５無線通信経路、 ６６０ 第６無線通信経路。

Claims (4)

1. マルチホップ無線通信機能を持たない端末装置と、ネットワークに有線接続された基幹基地局装置との間において、無線信号を中継する中継基地局装置であって、
   前記基幹基地局装置との間における無線通信経路の状態を監視することによって、無線通信経路の有効性を判定する監視判定部と、
   前記監視判定部によって、前記基幹基地局装置との間において、有効な無線通信経路が１つも存在しないことが判定された場合、基幹基地局装置に直接接続されるか、中継基地局装置を介して基幹基地局装置に接続されるかのいずれかを実行すべき端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を拒否し、それとともにすでに当該中継基地局装置にて通信の認証済みの端末装置に対して、当該中継基地局装置に対する通信を認証しない旨の信号を送信させる制御部と、
   を備えることを特徴とする中継基地局装置。
2. 前記制御部は、前記監視判定部によって前記基幹基地局装置との間の有効な無線通信経路が確認された場合であって、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を受信した場合、当該中継基地局装置に対する通信を認証する旨の信号を前記端末装置へ送信させ、当該中継基地局装置に対する通信を認証する旨の信号を前記端末装置へ送信した後に、前記監視判定部によって、有効な無線通信経路が１つも存在しないことが判定された場合であって、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を受信した場合、端末装置からの通信の認証を要求する旨の信号を拒否し、それとともに前記通信を認証する旨の信号を受信した端末装置との間の通信を切断することを特徴とする請求項１に記載の中継基地局装置。
3. 前記監視判定部は、前記基幹基地局装置との間における新たな無線通信経路を検出し、
   前記制御部は、前記監視判定部によって新たに検出された無線通信経路が、すでに検出された無線通信経路より良好な無線通信経路である場合、良好な無線通信経路に切り替え、それとともに前記端末装置との間の通信を継続することを特徴とする請求項１に記載の中継基地局装置。
4. 前記監視判定部は、前記基幹基地局装置との間における新たな無線通信経路を検出し、
   前記制御部は、前記監視判定部によって前記基幹基地局装置との間の有効な無線通信経路が確認された後に、確認した有効な無線通信経路の状態が悪化した場合であっても、前記監視判定部によって新たに検出された無線通信経路が有効である場合、その良好な無線通信経路に切り替え、それとともに前記端末装置との間の通信を継続することを特徴とする請求項１に記載の中継基地局装置。

Images